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细菌能产生强大的免疫力来抵御病毒

英国杜伦大学的一组生物科学家与利物浦大学、诺森比亚大学和新英格兰生物实验室合作进行了一项新的研究,希望利用细菌的新特征防御系统来比较人类基因组的变化。

杜伦大学(Durham University)的本科生也在进行这项研究,以证明细菌先天免疫的复杂工作机制。

细菌已经进化出多种防御系统来保护自己免受病毒的攻击,这些防御系统被称为噬菌体。许多这样的系统已经发展成为有用的生物技术工具,例如基因编辑,即对目标DNA进行微小的改变。

研究人员证明,两种防御系统以互补的方式工作,以保护细菌免受噬菌体的伤害。

一种系统保护细菌不受噬菌体的影响,噬菌体对其DNA没有任何修饰。

一些噬菌体修改它们的DNA以避开这第一防御系统。另一个叫做BrxU的系统,用修饰过的DNA保护细菌免受噬菌体的伤害,从而提供了第二层防御。

研究人员构建了极其详细的BrxU三维图像,以更好地了解它是如何用修饰过的DNA保护噬菌体的。

BrxU有可能成为另一种有用的生物技术工具,因为BrxU识别的相同的DNA修饰出现在整个人类基因组中,并在癌症和神经退行性疾病中发生改变。

该研究的资深作者、杜伦大学生物科学系李斯特研究所奖获得者、副教授蒂姆·布洛尔博士说:“能够识别修饰过的DNA至关重要,因为在人类基因组的DNA中都发现了类似的修饰。”

这额外的一层信息,即“表观基因组”,随着我们的成长而改变,在癌症和神经退行性疾病的病例中也会发生变化。

“如果我们能开发BrxU作为绘制这种表观基因组的生物技术工具,它将改变我们对控制我们的生长和疾病进展的适应性信息的理解。”

该研究的主要作者大卫·皮克顿博士及其同事的研究结果发表在《核酸研究》杂志上。

参与这项研究的97名本科生是杜伦大学生物科学系的学士或硕士学位的最后几年。

作为旨在提供以研究为主导的教学的微生物学研讨会的一部分,他们的任务是分离新的噬菌体用于研究。幸运的是,这些噬菌体不会伤害人类,但就像人类的免疫系统对感染做出反应一样,细菌也被迫进化出自己的免疫系统来保护自己免受噬菌体的伤害。

噬菌体是从威尔河、大学池塘和达勒姆周围的其他水道收集的。然后他们被用来测试大肠杆菌中的噬菌体先天免疫。


DOI

10.1093 / nar / gkab906


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